连拱隧道施工探讨

孟 江 峰

(山西省公路局太原分局勘测设计所，山西 太原 030012)



连拱隧道施工探讨

孟 江 峰

(山西省公路局太原分局勘测设计所，山西 太原 030012)

以强家庄连拱隧道为依托，介绍了隧道施工的总体方案，对进洞施工、洞身施工及防排水施工方案与工艺进行了详细论述，总结了施工中的注意要点，为同类工程的施工提供了参考。

连拱隧道，施工，方案，洞身

1 工程概况

强家庄隧道全长258.65 km，左半幅K1+050～K1+395长345 m。本工程地处燕山山脉，沿线区域稳定性属稳定和比较稳定，地震烈度为7度。隧道覆盖层为斜长片麻岩，纤状变晶结构，片状、条带状构造。岩石新鲜、坚硬。片理向NNW方向陡倾，倾角一般在60°以上。节理比较发育，其中60∠60和140∠60的节理贯穿整个隧道纵断，前者为张剪性，后者为压剪性，节理面平直，较紧闭。与片理平行的断裂较发育，岩石破碎，断裂带不发育，北口易产生崩塌；南口在崩塌体，上方危岩发育，很不稳定。Ⅱ类围岩长60 m，Ⅲ类围岩70 m，Ⅳ类围岩215 m。

2 施工方案

2.1 总体施工方案

首先从进口施工中导洞的开挖及支护，贯通后进行中隔墙浇筑，然后左侧山体非浅埋段洞口开挖进洞，左右半幅不同步进洞，间隔不超过10 m，全断面分部模筑钢筋混凝土。在雨季前进行明洞及洞门施工。

隧道明洞采用明挖法，暗洞采用新奥法施工。Ⅲ类围岩段采用正台阶法开挖，Ⅳ类围岩采用全断面法开挖；出渣采用无轨运输，装载机装渣，自卸汽车运输；采用超前锚杆注浆，锚杆、钢筋网、钢拱架、喷射混凝土初期支护；全断面自制衬砌台车施工二次衬砌。开挖、支护、二次衬砌与洞内路面组织平行施工。洞内路面左右半幅交错施工，保证运输车辆通行。总体施工方案见图1。

2.2 进洞方案

1)中导洞。在明洞上部仰坡锚网喷护，再在洞内方向打入超前小导管(Ⅱ类)或超前砂浆锚杆(Ⅲ类)等进行超前支护。开挖时留拱部核心土，做环形初支，按Ⅱ,Ⅲ类围岩进行施工。采用台阶法开挖，拱部开挖完成后及时挂网喷射混凝土，并封闭型钢支撑,设置锚杆。

2)双侧导洞。暗洞进洞前，在明暗洞交接处2 m范围内，在明洞上部现浇0.6 m厚C25混凝土护拱，并与仰坡锚网喷护结构充分结合在一起，再在护拱混凝土层上向洞内方向打入超前小导管等进行超前支护。开挖时留拱部核心土，做环形初支，按Ⅱ类围岩进行施工。采用双侧壁导坑法开挖，左右导坑开挖应同步进行，中心部位岩柱采用分步开挖，拱部开挖完成后及时挂网喷射混凝土，并封闭型钢支撑,设置锚杆；Ⅲ类围岩采用台阶分步开挖(环形开挖中心留核心土法)。

2.3 洞身施工

本工程暗洞处于Ⅲ类，Ⅳ类围岩地段。洞身施工按Ⅲ类，Ⅳ类围岩进行。施工顺序为：中导洞开挖、初期支护→模筑中隔墙→左侧导洞开挖、初期支护、二次衬砌→右侧导洞开挖、初期支护、二次衬砌。施工中仰拱混凝土与掌子面不超过15 m，初期支护与掌子面不超过50 m。具体见图2～图4。

1)中导洞洞身施工：Ⅱ，Ⅲ类围岩段采用正台阶法开挖，超前支护采用φ50×5超前小导管(Ⅱ类)、φ25超前锚杆(Ⅲ类)，环向间距40 cm，长5 m。φ25(Ⅲ类L=3.5 m，@100 cm×120 cm；Ⅱ类L=4 m，@100 cm×100 cm)中空注浆锚杆并挂网φ8钢筋网、钢拱架(Ⅲ类H175×175，Ⅱ类H200×200，@100 cm)支撑喷C25厚15 cm混凝土初期支护，组合钢模每一节8 m模筑C25厚160 cm钢筋混凝土。Ⅳ类围岩段采用全断面法开挖，挂网φ8钢筋网喷C25厚15 cm混凝土初期支护，组合钢模每一节8 m模筑C25厚160 cm钢筋混凝土。

2)双侧导洞洞身施工：Ⅱ类，Ⅲ类围岩段采用正台阶法开挖，超前支护采用φ50×5超前小导管(Ⅱ类)、φ25超前锚杆(Ⅲ类)，环向间距40 cm，长5 m。φ25(Ⅲ类L=3.5 m，@100 cm×120 cm；Ⅱ类L=4 m，@100 cm×100 cm)中空注浆锚杆并挂网φ8钢筋网、钢拱架(Ⅲ类H175×175，Ⅱ类H200×200，@100 cm)支撑喷C25厚25 cm(Ⅱ类)、20 cm(Ⅲ类)混凝土初期支护，台车每板6 m模筑C25厚55 cm～70 cm(Ⅱ类)、50 cm～65 cm(Ⅲ类)钢筋混凝土。Ⅳ类围岩段采用全断面法开挖，挂网φ8钢筋网(Ⅰ16@120 cm)，钢拱架喷C25厚20 cm混凝土初期支护，台车每板6 m模筑C25厚45 cm钢筋混凝土。

2.4 防排水施工

1)沿隧道全长在初期支护与二次衬砌之间设置1.5 mm厚改性LDPE防水板和450 g/m2土工布。隧道内所有施工缝和变形缝均设置中埋式橡胶止水带。

2)中隔墙模筑混凝土前，顶部的排水在拱脚左右预先埋设PVC φ160×5纵向花管，并将连接好的管线沿隧道轴线方向每25 m用PVC φ160×5排水管竖横向相连通，在铺底位置处花管露出中隔墙10 cm，以利于与铺底处的花管连接。考虑到中隔墙顶部应力集中，顶部排水管的预留槽设置在衬砌以外，若与型钢的布设产生冲突，则适当调整型钢相交角度。进行中隔墙与二次衬砌之间的连接混凝土浇筑时，在中隔墙顶部的排水管两端设置2 cm×3 cm缓膨胀型止水条，以防止后期运营时隔墙顶部渗漏水。中隔墙排水示意图见图5。

3)隧道沿全长在行车道右侧边缘设置排水边沟和衬砌两侧墙脚外侧对称设置PVC φ160×5纵向排水管，并用PVC φ160×5排水管与中心排水沟横向连通。在初期支护中根据地下水情况设置多道Ω型弹簧排水管，将水引入衬砌两侧墙脚外侧的PVC φ160×5纵向排水管中。双侧导洞排水示意图见图6。

3 施工工艺

连拱隧道施工工艺流程为：

测量放线→超前锚杆砂浆→中导坑开挖→喷射混凝土→灌注中墙混凝土→侧壁导坑全断面开挖→初喷混凝土→打设锚杆、挂钢筋网、Ω型弹簧排水管及PVC排水管→立钢架→喷射C25混凝土→灌注仰拱混凝土→铺设防水板→灌注边墙及拱部混凝土→路面及附属设施。

4 结语

随着高速公路进入山区，隧道数量日益增多。这些隧道受地形限制，一些段隧道采用了连拱隧道，不可否认连拱隧道在特殊地形条件下是一种有效的结构形式，对节省投资有着重要意义。但从全国已建隧道看确实存在工期较长、工序较多、造价较高及质量不够理想等问题，尚待施工实践中不断完善。

[1]JTG F60—2009，公路隧道施工技术规范.

[2]黄成光.公路隧道施工.北京：人民交通出版社，2003.

[3]交通部重庆公路科学研究所.公路隧道施工技术规范.北京：人民交通出版社，2004.

Inquiry on double-arched tunnel construction

Meng Jiangfeng

(DepartmentofSurvey&Design,TaiyuanBranchBureau,ShanxiBureauofHighway,Taiyuan030012,China)

Taking Qiangjiazhuang double-arched tunnel as the background, the paper introduces integral tunnel construction scheme, discuses tunnel entrance construction, barrel construction and drainage construction scheme and technologies, and summarizes construction matters, which has accumulated guidance for similar engineering construction.

double-arched tunnel, construction, scheme, barrel

2015-04-20

孟江峰(1982- )，男，工程师

1009-6825(2015)18-0187-03

U455

A